Industria dell'uranio. Precipitazione di "torta gialla" da recuperi commerciali Torta gialla

Rileggendo quello che ho chiamato il “Ciclo del Combustibile Nucleare” con una discreta dose di insolenza, ho sentito che chiaramente mancava qualcosa. Mi sembra di aver bisogno di una piccola nota per fare un ripasso-riferimento di come si presenta oggi il "percorso lavorativo" dell'uranio, quando ci sono piani ben delineati per la completa conquista del ciclo chiuso del combustibile nucleare, e la pratica rimane per un altro 90% quello che è diventato da qualche parte negli anni '70-'80 del secolo scorso. Quindi proverò a fare un articolo del genere: sarà conveniente tornare se improvvisamente ho dimenticato qualcosa.

È noto che tutte le centrali nucleari funzionano a uranio. Anche se è il più pesante di quelli "miracolosi", l'uranio è ancora un elemento chimico e, come si suppone che sia un elemento chimico, è contenuto nella crosta terrestre come parte di una varietà di minerali. È incluso nella composizione di questi minerali sotto forma di una varietà di ossidi e sali, anche le rocce ospiti sono diverse: carbonati, silicati, solfuri. A volte sembra bello e persino spettacolare.

Minerale di uranio, foto: staticflickr.com

Ecco come l'uranio brilla alla luce ultravioletta:

Uranio nell'ultravioletto, Foto: seasons-goda.rf

E questa, ad esempio, è uraninite inframmezzata da oro nativo.

Uraninite con inclusioni di oro nativo, Foto: dakotamatrix.com

Si conoscono più di cento minerali contenenti uranio, ma solo 12 di questi sono di interesse pratico. I minerali sono classificati in categorie: da poveri (con contenuto di uranio inferiore allo 0,1%) a ricchi (con contenuto di uranio superiore all'1%). In Canada ci sono minerali con un contenuto di uranio del 14-18% - non so nemmeno come si chiama. Il super-super-ricco? E i minerali del Congo Belga, che hanno assicurato l'attuazione del progetto Manhattan con il loro 60% - "Rockefeller", o? ..

All'alba progetto atomico c'erano minerali di uranio poco profondi - 150-300 metri, ma ora quasi tutti questi pozzi aperti sono stati elaborati e il minerale deve andare a profondità di un chilometro, o anche di più. Ecco i primi compiti: estrarre da una tale profondità e sgombra rocce di scarto.

Se abbiamo a che fare con rocce dure, in cui le vene del minerale sono chiaramente visibili, costruiremo miniere, taglieremo il minerale con macchine speciali (radiazioni, sai, l'era Fai da te passato) e tirarlo su. In Russia, questo è il campo Priargunskoye della regione di Chitinchka. Un metodo più economico, più "avanzato", ecologicamente meno dannoso è la cosiddetta "tecnologia PSV" (lisciviazione da pozzo sotterraneo). Approssimativamente: al centro eseguiamo un foro alla profondità richiesta, sui lati - alcuni in più. L'acido solforico viene pompato nel pozzo centrale, liscivia l'uranio dalla roccia e la soluzione risultante viene pompata in superficie attraverso pozzi laterali. Ad esempio, ecco come le miniere di uranio guardano ai giacimenti di Khiagda (Buriazia) e Dalur (regione di Kurgan):

Miniere di uranio nei depositi di Khiagda (Buriazia) e Dalur (regione di Kurgan), Foto: armz.ru

Il lavoro delle persone termina nella fase di perforazione, tutto il resto viene svolto da meccanismi e pompe. Mantenere la pressione necessaria è l'intera preoccupazione. Nessuna "ferita" superficiale, nessun deposito di minerali e acido solforico a una profondità di oltre un chilometro - nessun danno nemmeno alle acque sotterranee. Tuttavia, il metodo PSV è così interessante che vale la pena tornare alla conversazione con molti dettagli.

Consideriamo il caso dell'estrazione di minerale di uranio dalle miniere. Grandi frammenti di roccia: 1) ordinati secondo il grado di radioattività; 2) schiacciato in buono stato; 3) vengono posti in autoclavi, dove ad alta temperatura e pressione l'uranio viene lisciviato con soluzioni di solforico or acido nitrico o carbonato di sodio. Allo stesso tempo, l'uranio passa in queste meravigliose soluzioni e la roccia di scarto nel senso letterale della parola precipita. Segue la fase 4: l'uranio viene precipitato da soluzioni con porzioni di nuovi reagenti chimici, risultando in composti praticamente puri di uranio e questi reagenti. Ma quali sono i reagenti da fare nel reattore, ci si chiede? Niente. Di conseguenza, sono anche superflui in questa festa di Mendeleev, quindi è necessaria la fase 5: raffinazione con l'uso di bicarbonato di ammonio. Un nome scoppiettante, ma qualcuno lo sta facendo! .. E ora c'è la fase numero 6: i precipitati puri secchi di sali di uranio ottenuti dopo la raffinazione vengono calcinati a temperature da 240 a 850 gradi per ottenere una torta gialla ampiamente conosciuta in circoli ristretti (è lo stesso - protossido di azoto di uranio, alias U3O8). Eccolo, tesoro.

Torta gialla, Foto: fresher.ru

Sebbene il colore, ovviamente, non sia sempre così allegro, a volte è molto più modesto.

Torta gialla, Foto: http://umma.ua/

Permettetemi di attirare la vostra attenzione sul fatto che tutte le sei fasi descritte si svolgono direttamente in prossimità delle miniere. Qualsiasi miniera di uranio è un luogo in cui si concentra la produzione chimica.

La torta gialla è conveniente perché è molto stabile, ha una bassa radioattività, quindi è adatta al trasporto. E lo stanno portando più vicino alle centrifughe per eseguire l'ultima procedura chimica - per convertire dall'ossido di uranio al fluoruro di uranio. Gli scienziati atomici chiamano questo processo la conversione dell'uranio e senza di esso semplicemente non c'è modo. Il fluoruro di uranio è conveniente perché quando riscaldato a 53 gradi non si scioglie, ma si trasforma immediatamente in gas, che viene alimentato all'arricchimento mediante centrifughe. L'arricchimento è un aumento della concentrazione di uranio-235 dal valore naturale dello 0,7% al 4% richiesto (in media, infatti, dal 2,6% al 4,8% per i diversi tipi reattori nucleari). Se qualcuno ha tempo da perdere aspetto esteriore dei nostri complessi di arricchimento (e sono già in quattro luoghi: UEKhK - Impianto elettrochimico degli Urali a Novouralsk, regione di Sverdlovsk; Combinazione chimica siberiana - Impianto chimico siberiano a Seversk Regione di Tomsk; AEKhK - Impianto elettrochimico di Angarsk; ECP - Impianto elettrochimico a Zelenogorsk, territorio di Krasnoyarsk), quindi ecco qui:

Complesso di elaborazione, Foto: http://atomicexpert.com/

Dalle centrifughe, ovviamente, all'uscita - lo stesso gas, lo stesso fluoruro di uranio, solo che ora contiene più uranio-235. Il gas non può essere spinto nel reattore - di conseguenza, il fluoruro deve essere riconvertito in ossido di uranio (più precisamente, in biossido, UO2), e questa è già una polvere.

La polvere di biossido di uranio mediante il metodo della metallurgia delle polveri viene convertita in pellet di combustibile con un diametro di circa 1 cm e uno spessore da 1 a 1,5 cm Le compresse vengono accuratamente posizionate in tubi a parete sottile in lega di zirconio e 1% di niobio 3,5 metri di lunghezza per i moderni reattori VVER. Questo tubo, riempito con 1,5 kg di pellet di uranio, è lo stesso elemento combustibile: un elemento combustibile. Eccoli, belli:

Questo lavoro si sta svolgendo in Russia presso lo stabilimento di costruzione di macchine nella città di Elektrostal, nella regione di Mosca, e presso lo stabilimento di concentrati chimici di Novosibirsk. Lo zirconio viene fuso a Glazov nella Repubblica di Udmurt presso lo stabilimento meccanico di Chepetsk. Le barre di combustibile sono combinate in modo costruttivo in gruppi di combustibile - gruppi di combustibile. Sembrano così:

FA - assemblaggi di carburante, Foto: atomic-energy.ru

Nella sezione, come puoi vedere, c'è un esagono a nido d'ape, e questo è un design sovietico-russo. Ed ecco TVS - "quadrato" del design occidentale:

TVS- "quadrato", Foto: http://nuclear.ru/

Ho trascorso parte della mia infanzia nell'apiario di mio nonno, quindi sono molto di parte: mi piacciono di più i nostri "favi".

Ora l'uranio sotto forma di pellet, che vengono collocati in barre di combustibile, che vengono combinate in gruppi di combustibile, può essere collocato nel "forno" - nel nocciolo del reattore della centrale nucleare. Nei successivi 18 mesi, comunemente chiamati "compagnie combustibili", l'uranio "brucia", trasformandosi gradualmente in combustibile nucleare esaurito. Ecco un'immagine di come appare il reattore prima dell'inizio della campagna del carburante:

Reattore, Foto: http://publicatom.ru/

Mi sembra che una tale storia dell'uranio con le immagini fosse necessaria fin dall'inizio della storia sul ciclo del combustibile nucleare. Ti chiedo di non sgridarmi per non averlo fatto inizialmente - sono un vecchio blogger solo per età, e gli errori sono una cosa comune a causa della mia giovinezza. Suggerisco che questo articolo sia considerato il "n. 0" nel ciclo di storie sul combustibile nucleare!

BABR.ru

Il discorso del noto specialista russo di sicurezza contro le radiazioni Vladimir Kuznetsov con i risultati di un esame di alcune aree della città di Angarsk, contrariamente alle aspettative, non è diventato sensazionale.

Ricordiamo che l'11 febbraio nella sala riunioni dell'Assemblea legislativa della regione di Irkutsk, Vladimir Kuznetsov e la sua assistente Marina Khvostova hanno presentato i risultati di uno studio radiologico dei quartieri sud-ovest e sud-est di Angarsk, adiacenti all'Angarsk Elettrolisi e impianto chimico (AECC). I risultati della ricerca si sono rivelati abbastanza rassicuranti: nella maggior parte dei casi, il livello di radiazioni gamma non ha superato i 13-15 microroentgen all'ora, che è anche leggermente inferiore allo sfondo naturale.

Certo, visto che lo studio è stato effettuato con i soldi di Rosatom, si potrebbe dubitare della sua obiettività- tuttavia, molto prima di Kuznetsov, gli ecologisti di Irkutsk hanno esaminato a fondo tutti i dintorni dell'AECC e si sono assicurati che la pianta non fosse realmente "phonit". Il che, tuttavia, non sorprende: dopotutto, l'AEHK è stata ricostruita nel tempi sovietici quando i requisiti di segretezza erano estremamente elevati. Tra questi requisiti c'era l'assenza di un background maggiore.

Tuttavia, la tecnologia di produzione di AEKhK non implica alcun aumento delle radiazioni. Il concentrato di uranio naturale (la cosiddetta "torta gialla") viene ridotto con ammoniaca anidra ad ossido di uranio, quindi trattato con acido fluoridrico per ottenere tetrafluoruro di uranio. Quindi il tetrafluoruro di uranio in un flusso di idrogeno che brucia viene combinato con il fluoro, ottenendo esafluoruro di uranio.

Questo processo si svolge presso l'impianto chimico AEKhK. Il processo in sé non è nucleare, ma chimico e non si verificano processi nucleari. Naturalmente, l'impianto di produzione di esafluoruro di uranio ha un maggiore background di radiazioni, ma è abbastanza sicuro con una giornata lavorativa di quattro ore. E, soprattutto, questa radiazione non va oltre l'officina.

Il prodotto iniziale risultante - esafluoruro di uranio - ha più del 99% uranio-238 con un livello di radioattività estremamente basso, inferiore all'1% uranio-235 e un decimo di percento uranio-234... Per l'arricchimento, l'esafluoruro viene inviato a un impianto di arricchimento, dove per centrifugazione in cascata, l'esafluoruro gassoso viene portato a un contenuto di isotopo di uranio-235 in 5% .

Qui è dove finisce l'intero processo in AECC. Il 5% di HFC viene caricato in contenitori e inviato a un impianto di celle a combustibile di una centrale nucleare. E nella normale modalità operativa dell'AEHK, a quanto pare, non dovrebbero verificarsi perdite di radiazioni.

Ma.

Per prima cosa è necessario mettere da qualche parte il sasso “di scarto” rimasto dopo la fase di recupero della “torta gialla”. Il livello di radioattività di questa roccia di scarto è estremamente basso, ma in ogni caso è superiore al fondo naturale. Il volume stimato di questi rifiuti è di centinaia di tonnellate all'anno. Gli scienziati nucleari non dicono dove conservano i resti della "torta gialla" - e gli ecologisti possono accontentarsi solo delle voci.

In secondo luogo, nel corso di tutte le metamorfosi dell'uranio, nell'impianto rimangono grandi volumi di vari liquidi, compresi quelli molto attivi chimicamente. A contatto con il minerale di uranio, anche questi liquidi si ionizzano e diventano radioattivi. Il luogo in cui vengono smaltiti questi liquidi è un segreto sigillato.

Terzo - e questa è la cosa più importante. Nel corso delle attività produttive, è necessario smaltire un'enorme quantità di apparecchiature guaste. E queste sono decine e centinaia di tonnellate di metallo radioattivo. Anche quello che gli succede è un segreto.

Il problema è che sul territorio dell'AEKhK stesso nessuno consentirà di effettuare misurazioni. L'impianto, ovviamente, esegue tali misurazioni per le proprie esigenze, ma i loro risultati sono segreti.

Le misurazioni effettuate dagli ambientalisti presso la discarica di cenere del CHPP-10 mostrano abbastanza alti livelli di radiazioni gamma.È vero, la spiegazione di ciò potrebbe non essere correlata all'industria dell'uranio: c'è abbastanza uranio nel carbone naturale che, una volta bruciato, evapora parzialmente nell'aria e rimane parzialmente nella cenere. È curioso, tuttavia, che nei bunker di carbone dello stesso CHPP-10 la radiazione gamma sia ancora inferiore a quella della discarica di cenere.

Naturalmente, alti livelli di radiazioni gamma e vicino a entrambe le centrali termiche di Angarsk. Naturalmente, come la discarica di cenere, vengono rimossi dall'area residenziale. Ma il fumo dei camini si diffonde molto lontano, e con esso un aumento del fondo radioattivo. Le misurazioni degli ambientalisti effettuate lungo Dekabristov Street (che in realtà va da AEKhK a ANKhK e CHPP-9) dimostrano chiaramente un graduale aumento del fondo radioattivo mentre ci avviciniamo alla zona industriale di ANHK.

Allo stesso tempo, non importa quanto alcuni lettori vorrebbero ricevere informazioni sensazionali, lo sfondo delle radiazioni gamma ad Angarsk, anche nelle aree più problematiche, non supera i 30 microroentgen all'ora. A proposito, a Irkutsk, dove non c'è produzione di uranio (e presto non ce ne sarà affatto), lo sfondo è un po' più alto.

L'argomento dell'ECP di Angarsk, tuttavia, continua a preoccupare i residenti di Irkutsk e Angarsk. Il fatto è che l'impianto è localizzato senza successo. Si trova tra Irkutsk e Angarsk, che in realtà si fondono in un'unica città. A sud dell'AEKhK, a breve distanza, corre il tratto di Mosca. E sul territorio dell'AECC, come accennato in precedenza, c'è una produzione chimica piuttosto pericolosa. E, inoltre, c'è un enorme impianto di stoccaggio per la cosiddetta "discarica" ​​(cioè che rappresenta una sostanza inutilizzata nella produzione) dell'esafluoruro di uranio.

Va da sé che l'impianto chimico AEKhK non rappresenta una seria minaccia durante il normale funzionamento. Ma. Viviamo in un mondo complesso. E nessuno sa cosa accadrà domani.

Non vorrei affatto creare una sorta di panico o suscitare paure. La probabilità di qualsiasi emergenza è davvero piccola. Ma è lì.

Per riferimento

Il singolo MPC massimo di acido fluoridrico nell'aria è 0,02 milligrammi per metro cubo.

Il limite massimo di concentrazione di fluoro nell'aria è di 4 milligrammi per litro.

Il limite massimo di concentrazione per i vapori di esafluoruro di uranio nell'aria è di 0,015 milligrammi per metro cubo.

Con un peccato a metà, i funzionari dell'AIEA sono usciti dagli ostacoli burocratici e hanno redatto una risoluzione sul programma nucleare iraniano. La risoluzione soft non è molto diversa dalle versioni precedenti, e non parla nemmeno di sanzioni. Apparentemente, l'Iran continuerà a fare "yellowcake", mentre il mondo chiuderà gli occhi su questo.

Martedì è stata richiamata una sessione straordinaria del Consiglio dei governatori dell'AIEA, dedicata all'attuale situazione del programma nucleare iraniano, ma il ritmo di scrittura della risoluzione finale difficilmente può essere definito straordinario.

Mentre i funzionari dell'Agenzia internazionale per l'energia atomica stavano negoziando strenuamente per la formulazione di paragrafi specifici della bozza di risoluzione, in Iran sono riusciti, lentamente e alla presenza degli ispettori, a rimuovere i sigilli dalle apparecchiature di Isfahan centro nucleare e riprendere completamente il lavoro.

Lunedì, l'Iran ha parzialmente ripreso i lavori presso il centro nucleare di Isfahan su apparecchiature dove non erano stati installati i sigilli dell'AIEA. È iniziata la fornitura di concentrato di minerale di uranio, compresa la prima parte del processo di conversione dell'uranio. Dopo aver rimosso i sigilli da altre apparecchiature, cosa avvenuta mercoledì, il centro nucleare di Isfahan si sta gradualmente spostando verso il pieno utilizzo delle sue strutture.

L'impresa ha iniziato la conversione dell'uranio - lavorazione del minerale di uranio in gas (esafluoruro di uranio). In linea di principio, il passaggio successivo alla produzione di gas è la separazione del componente di uranio richiesto e questo, a sua volta, è l'ultimo passaggio per la creazione di un combustibile di uranio finito. Ma, secondo la parte iraniana, la sostanza purificata ottenuta dopo la lavorazione dei minerali contenenti uranio, nota come "torta gialla", verrà semplicemente conservata in appositi contenitori. Anzi: dopotutto, il centro nucleare di Isfahan non ha centrifughe a gas per la produzione di uranio.

Mercoledì, curiosi ispettori dell'AIEA hanno installato delle videocamere nell'impianto di Isfahan per monitorare il processo di lavorazione dell'uranio.

Apparentemente, mentre gli ispettori possono solo guardare la TV, nessuno può fermare la produzione. Lo indica, infatti, il testo della risoluzione, che non si discosta molto dai precedenti avvertimenti all'Iran.

Nella bozza finale di risoluzione, trapelata a Reuters giovedì pomeriggio, l'Aiea esprime "seria preoccupazione" per l'inizio del ritrattamento dell'uranio nella centrale nucleare di Isfahan. Il consiglio dei governatori dell'AIEA in una risoluzione chiede all'Iran di fermare nuovamente completamente l'operazione del centro nucleare. La bozza di risoluzione incarica anche il capo dell'AIEA, Mohammad ElBaradei, di preparare un rapporto sul programma nucleare iraniano entro il 3 settembre.

Sebbene la parola "sanzioni" sia costantemente menzionata a margine del quartier generale dell'AIEA, nessuna decisione punitiva contro l'Iran è stata presa in questa sessione e non lo sarà.

Fatto sta che l'aggravarsi della “crisi nucleare” iraniana ha già portato a un forte aumento del prezzo del petrolio, che si è avvicinato ai 65 dollari al barile. È persino difficile immaginare cosa accadrà al mercato petrolifero in caso di un ipotetico trasferimento del dossier iraniano al Consiglio di sicurezza dell'Onu, di cui si è discusso a margine dell'Aiea.

Teheran comprende anche l'inutilità di un tale sviluppo degli eventi. Ieri, il portavoce iraniano Sirus Naseri ha chiarito ai funzionari dell'AIEA che sottoporre la questione del suo programma nucleare al Consiglio di sicurezza delle Nazioni Unite sarebbe un "grande errore di calcolo".

L'Ue e gli Usa ne sono consapevoli anche senza Naseri. Il segretario generale dell'Onu Kofi Annan ha invitato i Paesi dell'Unione europea solo a proseguire il dialogo con Teheran, nonostante la decisione di riprendere i lavori per la conversione dell'uranio presso l'impianto nucleare di Isfahan. Quindi ora tutte le parti coinvolte nel conflitto cercheranno una via d'uscita dalla situazione attuale che conservi almeno la parvenza di un esito positivo, mentre gli specialisti iraniani, alla luce delle lenti delle telecamere dell'AIEA, continueranno la loro percorso verso l'arricchimento dell'uranio.

Il contenuto dell'articolo

INDUSTRIA DELL'URANIO. L'uranio è la principale fonte energetica dell'energia nucleare, generando circa il 20% dell'elettricità mondiale. L'industria dell'uranio copre tutte le fasi della produzione di uranio, compresa l'esplorazione, lo sviluppo e la lavorazione del minerale. La trasformazione dell'uranio in combustibile per reattori può essere considerata una branca naturale dell'industria dell'uranio.

Risorse.

Le risorse di uranio esplorate in modo abbastanza affidabile al mondo, che potrebbero essere estratte dal minerale a un costo non superiore a $ 100 per chilogrammo, sono stimate in circa 3,3 miliardi di kg di U 3 O 8. Circa il 20% di questo (circa 0,7 miliardi di kg U 3 O 8, cm... figura) cade sull'Australia, seguita dagli Stati Uniti (circa 0,45 miliardi di kg U 3 O 8). Il Sudafrica e il Canada dispongono di risorse significative per la produzione di uranio.

Produzione di uranio.

Le fasi principali della produzione di uranio sono l'estrazione del minerale mediante estrazione sotterranea oa cielo aperto, l'arricchimento del minerale (smistamento) e l'estrazione di uranio dal minerale mediante lisciviazione. Nella miniera, il minerale di uranio viene estratto dalla massa rocciosa con un metodo di perforazione, il minerale frantumato viene selezionato e frantumato, quindi trasferito in una soluzione di un acido forte (solforico) o in una soluzione alcalina (carbonato di sodio, che è maggiormente preferito nel caso dei minerali carbonatici). La soluzione contenente uranio viene separata dalle particelle non disciolte, concentrata e purificata mediante assorbimento su resine a scambio ionico o estrazione con solventi organici. Quindi il concentrato, solitamente sotto forma di ossido U 3 O 8, detto panello giallo, viene fatto precipitare dalla soluzione, essiccato e posto in recipienti di acciaio della capacità di ca. 1000 litri.

Sempre più spesso, la lisciviazione in situ viene utilizzata per recuperare l'uranio dai minerali sedimentari porosi. Una soluzione alcalina o acida viene continuamente spinta attraverso i pozzi perforati nel giacimento. Questa soluzione con l'uranio trasferito in essa viene concentrata e purificata e quindi da essa si ottiene una torta gialla per precipitazione.

Conversione dell'uranio in combustibile nucleare.

Il concentrato di uranio naturale - yellowcake - è un precursore del ciclo del combustibile nucleare. Per convertire l'uranio naturale in combustibile che soddisfi i requisiti di un reattore nucleare, sono necessarie altre tre fasi: conversione in UF 6, arricchimento dell'uranio e produzione di elementi di combustibile (elementi di combustibile).

Conversione in UF6.

Per convertire l'ossido di uranio U 3 O 8 in esafluoruro di uranio UF 6, il panello giallo viene solitamente ridotto con ammoniaca anidra a UO 2, da cui si ottiene quindi UF 4 utilizzando acido fluoridrico. Nell'ultimo stadio, agendo su UF 4 con fluoro puro, si ottiene UF 6, un prodotto solido che sublima a temperatura ambiente e pressione normale e fonde a pressione elevata. I cinque maggiori produttori di uranio (Canada, Russia, Niger, Kazakistan e Uzbekistan) insieme possono produrre 65.000 tonnellate di UF6 all'anno.

Arricchimento di uranio.

Nella fase successiva del ciclo del combustibile nucleare, il contenuto di U-235 in UF 6 viene aumentato. L'uranio naturale è costituito da tre isotopi: U-238 (99,28%), U-235 (0,71%) e U-234 (0,01%). Per la reazione di fissione in un reattore nucleare è richiesto un contenuto più elevato dell'isotopo U-235. L'arricchimento dell'uranio viene effettuato mediante due metodi principali di separazione degli isotopi: il metodo della diffusione del gas e il metodo della centrifugazione del gas. (L'energia spesa per l'arricchimento dell'uranio è misurata in unità di lavoro di separazione, SWU.)

Nel metodo di diffusione gassosa, l'esafluoruro di uranio solido UF 6 viene convertito abbassando la pressione allo stato gassoso e quindi pompato attraverso tubi porosi realizzati in una lega speciale, attraverso le cui pareti il ​​gas può diffondersi. Poiché gli atomi di U-235 hanno meno massa degli atomi di U-238, si diffondono più facilmente e più velocemente. Nel processo di diffusione, il gas si arricchisce dell'isotopo U-235 e il gas che passa attraverso i tubi si esaurisce. Il gas arricchito viene nuovamente fatto passare attraverso i tubi e il processo continua fino a quando il contenuto dell'isotopo U-235 nello spurgo raggiunge il livello (3-5%) richiesto per il funzionamento di un reattore nucleare. (L'uranio per armi richiede un arricchimento di oltre il 90% di U-235.) Solo lo 0,2-0,3% dell'isotopo U-235 rimane nei rifiuti di arricchimento. Il metodo di diffusione gassosa è caratterizzato da un elevato consumo di energia. Gli impianti basati su questo metodo sono disponibili solo negli Stati Uniti, in Francia e nella RPC.

In Russia, Gran Bretagna, Germania, Paesi Bassi e Giappone viene utilizzato il metodo della centrifugazione, in cui il gas UF 6 è posto in una rotazione molto veloce. A causa della differenza nella massa degli atomi, e quindi in forze centrifughe agendo sugli atomi, il gas vicino all'asse di rotazione del flusso si arricchisce dell'isotopo leggero U-235. Il gas ricco viene raccolto ed estratto.

Produzione di barre di combustibile.

L'UF 6 arricchito arriva allo stabilimento in contenitori di acciaio da 2,5 tonnellate. Da esso si ottiene per idrolisi UO 2 F 2 che viene poi trattata con idrossido di ammonio. Il diuranato di ammonio precipitato viene filtrato e cotto per ottenere biossido di uranio UO 2, che viene pressato e sinterizzato in piccole pastiglie ceramiche. Le compresse vengono poste in un tubo di lega di zirconio (zircaloy) e ottengono barre di combustibile, le cosiddette. elementi di combustibile (barre di combustibile), che combinano circa 200 pezzi in gruppi di combustibile completi, pronti per l'uso nelle centrali nucleari.

Il combustibile nucleare esaurito è altamente radioattivo e richiede precauzioni speciali durante lo stoccaggio e lo smaltimento. In linea di principio, può essere riprocessato separando i prodotti di fissione dai residui di uranio e plutonio, che possono nuovamente fungere da combustibile nucleare. Ma tale elaborazione è costosa e il corrispondente imprese commerciali disponibile solo in alcuni paesi, come Francia e Regno Unito.

Volume di produzione.

A metà degli anni '80, quando le speranze di una rapida crescita dell'energia nucleare furono deluse, la produzione di uranio crollò. La costruzione di molti nuovi reattori fu sospesa e le scorte di combustibile all'uranio iniziarono ad accumularsi presso le imprese operative. Con il crollo dell'Unione Sovietica, l'offerta di uranio in Occidente aumentò ulteriormente.

L'industria dell'uranio in Kazakistan è, forse, seconda solo alla produzione di petrolio in termini di entrate al bilancio del paese. Più di 25 mila persone lavorano in questo settore, tuttavia, a causa del regime delle strutture, gli ospiti nelle miniere di uranio sono estremamente rari.

Oggi vedremo come funziona l'impresa mineraria "Ortalyk", situata nel distretto di Suzak nella regione del Kazakistan meridionale.

Il turno di lavoro dei dipendenti di LLP "Impresa mineraria" Ortalyk "inizia con una visita medica obbligatoria

I lavoratori dell'impresa di estrazione dell'uranio vengono misurati pressione, temperatura e anche controllati per un etilometro. Sebbene, secondo il medico, l'alcol sia severamente vietato nella struttura e non c'è stato un solo caso in cui l'ultimo test sia stato "fallito"

Dopo la visita medica - colazione nella mensa della miniera

La specificità della produzione crea ulteriori requisiti di sicurezza - abiti da lavoro dipendenti messi in uno spogliatoio separato, è vietato l'accesso al campo di rotazione e all'area pulita della miniera

Il caposquadra emette un vestito - un compito che determina il contenuto, il luogo di lavoro, l'ora del suo inizio e fine, le condizioni per l'esecuzione sicura, le misure di sicurezza necessarie

Una delle misure di sicurezza è l'uso di respiratori nelle officine. Ciò è dovuto al fatto che nella produzione di uranio vengono utilizzati reagenti come acido solforico, nitrato di ammonio.

L'estrazione dell'uranio è completamente automatizzata. Nella sala operatore è possibile tenere traccia di tutti i processi che si verificano presso la struttura

La produzione di uranio a Ortalyk, come in tutte le altre imprese del Kazakistan, avviene mediante lisciviazione in situ. Questo metodo è stato scelto perché è il più ecologico. Lo sfondo delle radiazioni nei campi non differisce dallo sfondo delle radiazioni nelle grandi città

Il principio del metodo di lisciviazione sotterranea è il seguente: una soluzione al 2% di acido solforico viene pompata nel sottosuolo negli strati contenenti uranio, che, interagendo con le rocce, dissolve l'uranio, quindi questa soluzione arricchita con uranio viene pompata in superficie . C'è un pannello di controllo della pompa sopra ogni pozzo.

In questo locale, sul territorio della discarica con pozzi, è presente una soluzione unità di distribuzione

Ai dipendenti vengono dati occhiali e cappelli che li salvano dall'incredibile caldo

Attraverso questi tubi viene pompata una soluzione di acido solforico nei pozzi. I pozzi di pompaggio che pompano l'uranio dal terreno hanno lo stesso aspetto.

Quindi la soluzione con uranio viene inviata tramite tubi all'officina per la lavorazione delle soluzioni produttive (ciclo di assorbimento-rigenerazione).

Con questo metodo di estrazione, Ortalyk utilizza circa 15 tonnellate di acido solforico all'ora.

Nella produzione di uranio tutti i processi sono automatizzati, ma è possibile anche il controllo manuale.

Questo negozio riceve una soluzione di uranio - desorbato di uranio commerciale

La soluzione interagisce con il carbonato di ammonio per ottenere un concentrato di uranio naturale - "torta gialla"

Controllo delle letture del filtro pressa

Yellowcake o concentrato di uranio naturale è il prodotto finale dell'impresa, che viene confezionato in contenitori speciali. In realtà l'uranio in questo composto è di circa il 45-50%. Si prevede di estrarre 2.000 tonnellate di uranio quest'anno. Il deposito stesso è progettato per 25 anni di funzionamento.

Le pompe sommergibili praticamente non necessitano di riparazioni, generano circa 30 mila ore di funzionamento. Tuttavia, è necessario rivedere costantemente e, se necessario, cambiare le giranti.

Parallelamente all'estrazione diretta dell'uranio, il laboratorio sta conducendo ricerche che consentono lo sviluppo più efficiente del giacimento.

Secondo gli standard accettati, non dovrebbero rimanere più di 3 milligrammi di uranio per litro nella soluzione inviata al sottosuolo dopo il ritrattamento, tuttavia, secondo i risultati dei campioni, le perdite non hanno superato 1,2 milligrammi.

Dopo la fine del turno di lavoro, la dose di radiazioni dei dipendenti viene controllata con tutti i mezzi.

Quando siamo andati all'impresa, ci aspettavamo che il campo di rotazione dei lavoratori dell'uranio avrebbe avuto l'aspetto dei bei vecchi tempi: carri in cui i lavoratori si accalcano. Tuttavia, il campo di rotazione di Ortalyk sembra completamente diverso: è un moderno complesso di edifici, che ha tutto ciò di cui una persona ha bisogno per riposare dopo il lavoro.

Dopo cena, molti dei lavoratori passano il tempo giocando a ping pong.

Il campo turni dispone anche di un proprio campo da calcetto.